KR20150078165A - Semiconductor memory device, memory system including the same and operating method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 반도체 메모리 장치, 그것을 포함하는 메모리 시스템 및 그것의 동작 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a semiconductor memory device, a memory system including the same, and a method of operating the same.
반도체 메모리 장치(semiconductor memory device)는 실리콘(Si, silicon), 게르마늄(Ge, germanium), 비화 갈륨(GaAs, gallium arsenide), 인화인듐(InP, indium phospide) 등과 같은 반도체를 이용하여 구현되는 기억장치이다. 반도체 메모리 장치는 크게 휘발성 메모리 장치(Volatile memory device)와 불휘발성 메모리(Nonvolatile memory device)로 구분된다.A semiconductor memory device is a memory device implemented using semiconductors such as silicon (Si), germanium (Ge), gallium arsenide (GaAs), indium phosphide (InP) to be. Semiconductor memory devices are classified into a volatile memory device and a nonvolatile memory device.
휘발성 메모리 장치는 전원 공급이 차단되면 저장하고 있던 데이터가 소멸되는 메모리 장치이다. 휘발성 메모리 장치에는 SRAM (Static RAM), DRAM (Dynamic RAM), SDRAM (Synchronous DRAM) 등이 있다. 불휘발성 메모리 장치는 전원 공급이 차단되어도 저장하고 있던 데이터를 유지하는 메모리 장치이다. 불휘발성 메모리 장치에는 ROM (Read Only Memory), PROM (Programmable ROM), EPROM (Electrically Programmable ROM), EEPROM (Electrically Erasable and Programmable ROM), 플래시 메모리, PRAM (Phase-change RAM), MRAM (Magnetic RAM), RRAM (Resistive RAM), FRAM (Ferroelectric RAM) 등이 있다. 플래시 메모리는 크게 노어 타입과 낸드 타입으로 구분된다.The volatile memory device is a memory device in which data stored in the volatile memory device is lost when power supply is interrupted. Volatile memory devices include static RAM (SRAM), dynamic RAM (DRAM), and synchronous DRAM (SDRAM). A nonvolatile memory device is a memory device that retains data that has been stored even when power is turned off. A nonvolatile memory device includes a ROM (Read Only Memory), a PROM (Programmable ROM), an EPROM (Electrically Programmable ROM), an EEPROM (Electrically Erasable and Programmable ROM), a flash memory, a PRAM , RRAM (Resistive RAM), and FRAM (Ferroelectric RAM). Flash memory is divided into NOR type and NOR type.
플래시 메모리 장치는 스트링이 반도체 기판에 수평하게 형성된 2차원 반도체 장치와, 스트링이 반도체 기판에 수직으로 형성된 3차원 반도체 장치로 구분될 수 있다. The flash memory device can be divided into a two-dimensional semiconductor device in which a string is formed horizontally on a semiconductor substrate and a three-dimensional semiconductor device in which the string is formed perpendicularly to the semiconductor substrate.
3차원 반도체 장치는 2차원 반도체 장치의 집적도 한계를 해소하기 위하여 고안된 메모리 장치로써, 반도체 기판 상에 수직으로 형성된 다수의 스트링들을 포함한다. 스트링들은 비트라인과 소오스라인 사이에 직렬로 연결된 드레인 셀렉트 트랜지스터, 메모리 셀들 및 소오스 셀렉트 트랜지스터를 포함한다.A three-dimensional semiconductor device is a memory device designed to overcome the limit of integration of a two-dimensional semiconductor device, and includes a plurality of strings formed vertically on a semiconductor substrate. The strings include a drain select transistor, memory cells, and a source select transistor connected in series between the bit line and the source line.
상술한 3차원 반도체 장치는 차지 트랩형 메모리 셀로 구성될 수 있다. 차지 트랩형 메모리 셀로 구성된 3차원 반도체 장치는 캠(CAM;Contents Addressable Memory) 데이터를 저장하기 위한 캠 셀도 차지 트랩형 메모리 셀로 구성된다. 이러한 차지 트랩형 메모리 셀을 캠 셀로 활용할 경우, 메모리 칩의 패키징 공정 전에 소거 상태의 캠 셀에 캠 데이터를 프로그램하게 되면, 후속 고온의 패키징 공정에 의해 캠 데이터가 프로그램된 차지 트랩형 메모리 셀 내의 트랩된 전자들은 전하 저장층 내를 움직이거나 정공과 재결합하게 되어 차지 트랩형 메모리 셀의 문턱 전압이 변화하게 된다. 이로 인하여 차지 트랩형 메모리 셀에 프로그램된 캠 데이터의 오류가 발생할 수 있다.The above-described three-dimensional semiconductor device can be constituted by a charge trap memory cell. A three-dimensional semiconductor device composed of charge trap memory cells is formed of a charge storage cell type memory cell for storing a CAM (Contents Addressable Memory) data. When such a charge trap memory cell is used as a cam cell, when the cam data is programmed in the erased cam cell before the packaging process of the memory chip, the cam data is transferred by the subsequent high temperature packaging process to the trap Electrons move within the charge storage layer or recombine with the holes, thereby changing the threshold voltage of the charge trap memory cell. This may cause errors in the cam data programmed in the charge trap memory cell.
본 발명은 캠 셀에 프로그램된 캠 데이터가 안정화되도록 프로그램할 수 있는 반도체 메모리 장치 및 이를 포함하는 메모리 시스템 및 그것의 동작 방법을 제공하는 데 있다.
The present invention provides a semiconductor memory device capable of being programmed to stabilize cam data programmed in a cam cell, a memory system including the same and an operation method thereof.
본 발명에 따른 메모리 시스템은 캠 데이터를 저장하기 위한 캠 데이터 블럭을 포함하는 반도체 메모리 장치 및 호스트로부터 캠 데이터 프로그램 명령어가 수신되면, 상기 반도체 메모리 장치의 동작을 제어하기 위한 컨트롤러를 포함하며, 상기 반도체 메모리 장치는 상기 캠 데이터 프로그램 명령어가 수신되면 프리 프로그램 동작 및 소거 동작을 선행한 후 상기 캠 데이터를 프로그램한다.
A memory system according to the present invention includes a semiconductor memory device including a cam data block for storing cam data and a controller for controlling operation of the semiconductor memory device when a cam data program command is received from the host, The memory device programs the cam data after preceding the pre-program operation and the erase operation when the cam data program instruction is received.
본 발명에 따른 반도체 메모리 장치는 캠 데이터 블럭을 포함하는 메모리 셀 어레이와, 상기 캠 데이터 블럭의 프리 프로그램 동작, 소거 동작, 및 캠 데이터 프로그램 동작을 수행하기 위한 주변 회로 및 캠 데이터 프로그램 명령이 입력되면, 상기 캠 데이터 프로그램 동작 이전에 상기 프리 프로그램 동작 및 상기 소거 동작을 수행한 후 상기 캠 데이터 프로그램 동작을 수행하도록 상기 주변 회로를 제어하기 위한 제어 로직을 포함한다.
A semiconductor memory device according to the present invention includes a memory cell array including a cam data block and a peripheral circuit and a cam data program command for performing a pre-program operation, an erase operation, and a cam data program operation of the cam data block And control logic for controlling the peripheral circuit to perform the cam data program operation after performing the pre-program operation and the erase operation before the cam data program operation.
본 발명에 따른 반도체 메모리 장치의 동작 방법은 캠 데이터 블럭을 포함하는 반도체 메모리 장치가 제공되는 단계와, 캠 데이터 프로그램 명령이 입력되는 단계와, 상기 캠 데이터 블럭에 대해 프리 프로그램 동작 및 소거 동작을 수행하는 단계, 및 상기 캠 데이터 블럭에 캠 데이터를 프로그램하는 단계를 포함한다.
A method of operating a semiconductor memory device according to the present invention includes the steps of providing a semiconductor memory device including a cam data block, inputting a cam data program command, and performing a pre-program operation and an erase operation on the cam data block And programming the cam data in the cam data block.
본 발명에 따르면, 차지 트랩형 메모리 셀에 캠셀 데이터를 프로그램 하기 이전에 프리 프로그램 동작과 소거 동작을 선행하여 차지 트랩형 메모리 셀의 특성을 개선함으로써, 차지 트랩형 메모리 셀에 프로그램되는 캠 데이터의 오류 현상이 개선된다.
According to the present invention, the characteristics of the charge trap memory cell are improved by preceding the pre-program operation and the erase operation before the cam cell data is programmed in the charge trap memory cell, thereby improving the error of the cam data programmed into the charge trap memory cell The phenomenon is improved.
도 1은 반도체 메모리 장치를 포함하는 메모리 시스템을 보여주는 블럭도이다.
도 2는 도 1의 반도체 메모리 장치를 좀 더 상세히 보여주는 블럭도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 메모리 셀 어레이를 나타내는 사시도이다.
도 4는 도 3에 도시된 A영역을 확대하여 관통 구조물을 설명하기 위한 단면도이다.
도 5a 내지 도 5d는 차지 트랩형 메모리 셀의 동작을 설명하기 위한 소자의 구성도이다.
도 6은 본 발명에 따른 캠 데이터 프로그램 동작을 설명하기 위한 순서도이다.
도 7a 내지 도 7e는 본 발명에 따른 차지 트랩형 메모리 셀의 캠 데이터 프로그램 동작을 설명하기 위한 소자의 구성도이다.
도 8은 도 2의 반도체 메모리 장치를 포함하는 메모리 시스템을 보여주는 블럭도이다.
도 9는 도 8의 메모리 시스템의 응용 예를 보여주는 블럭도이다.
도 10은 도 9을 참조하여 설명된 메모리 시스템을 포함하는 컴퓨팅 시스템을 보여주는 블럭도이다.1 is a block diagram showing a memory system including a semiconductor memory device.
2 is a block diagram showing the semiconductor memory device of FIG. 1 in more detail.
3 is a perspective view showing a memory cell array according to an embodiment of the present invention.
4 is a cross-sectional view illustrating the penetrating structure by enlarging the area A shown in FIG.
5A to 5D are block diagrams of elements for explaining the operation of the charge trap memory cell.
6 is a flowchart for explaining cam data program operation according to the present invention.
7A to 7E are block diagrams of elements for explaining the cam data programming operation of the charge trap memory cell according to the present invention.
8 is a block diagram showing a memory system including the semiconductor memory device of FIG.
9 is a block diagram showing an application example of the memory system of FIG.
10 is a block diagram illustrating a computing system including the memory system described with reference to FIG.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 통해 설명될 것이다. 그러나 본 발명은 여기에서 설명되는 실시 예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 단지, 본 실시 예들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여 제공되는 것이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The advantages and features of the present invention, and how to accomplish it, will be described with reference to the embodiments described in detail below with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments described herein but may be embodied in other forms. The embodiments are provided so that those skilled in the art can easily carry out the technical idea of the present invention to those skilled in the art.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
Throughout the specification, when a part is referred to as being "connected" to another part, it includes not only "directly connected" but also "indirectly connected" . Throughout the specification, when an element is referred to as "comprising ", it means that it can include other elements as well, without excluding other elements unless specifically stated otherwise.
도 1은 반도체 메모리 장치를 포함하는 메모리 시스템을 보여주는 블럭도이다.1 is a block diagram showing a memory system including a semiconductor memory device.
도 1을 참조하면, 메모리 시스템(10)은 반도체 메모리 장치(100) 및 컨트롤러(200)를 포함한다. 반도체 메모리 장치(100)는 메모리 셀 어레이(110) 및 메모리 셀 어레이(110)에 연결되는 읽기 및 쓰기 회로(130)를 포함한다.Referring to FIG. 1, a
메모리 셀 어레이(110)는 복수의 메모리 셀들을 포함한다. 복수의 메모리 셀들 각각은 2 이상의 데이터 비트들을 저장하는 멀티 레벨 메모리 셀(multi level memory cell)로 정의될 수 있다.The
반도체 메모리 장치(100)는 컨트롤러(200)의 제어에 응답하여 동작한다. 반도체 메모리 장치(100)는 컨트롤러(200)로부터의 캠 데이터 프로그램 명령어가 수신되면, 명령어와 함께 수신되는 어드레스가 가리키는 메모리 셀들(선택된 메모리 셀들)에 대한 캠 데이터 프로그램 동작을 수행하도록 구성된다. 이때 반도체 메모리 장치(100)는 캠 데이터 프로그램 동작 시 프리 프로그램 동작 및 소거 동작을 설정된 횟수만큼 반복한 후 캠 데이터 프로그램 동작을 수행한다.The
실시 예로서, 반도체 메모리 장치(100)는 플래시 메모리 장치일 수 있다. 하지만, 본 발명의 기술적 사상이 플래시 메모리 장치에 국한되지 않음이 이해될 것이다.As an example, the
컨트롤러(200)는 반도체 메모리 장치(100) 및 호스트(Host) 사이에 연결된다. 컨트롤러(200)는 호스트(Host)와 반도체 메모리 장치(100)를 인터페이싱 하도록 구성된다. 예를 들면, 호스트(Host)로부터의 요청에 따라 캠 데이터 프로그램 동작 시에, 컨트롤러(200)는 호스트(Host)로부터 수신되는 논리 블록 어드레스(Logical Block Address)를 물리 블록 어드레스(Physical Block Address)로 변환하고, 해당 커맨드와 함께 변환된 물리 블록 주소를 반도체 메모리 장치(100)에 제공할 수 있다.The
실시 예로서, 컨트롤러(200)는 에러 정정 블록(210)을 포함한다. 에러 정정 블록(210)은 반도체 메모리 장치(100)로부터 수신되는 데이터의 에러를 검출 및 정정하도록 구성된다. 에러 정정 블록(210)이 수행하는 에러 정정 기능은 반도체 메모리 장치(100)로부터 수신되는 데이터 중 에러 비트들의 수에 따라 제한된다. 반도체 메모리 장치(100)로부터 수신되는 데이터 중 에러 비트들의 수가 특정한 값보다 작을 때, 에러 정정 블록(210)은 에러 검출 및 정정 기능을 수행한다. 반도체 메모리 장치(100)로부터 수신되는 데이터 중 에러 비트들의 수가 특정한 값보다 클 때, 에러 검출 및 정정은 수행될 수 없다. 에러 검출 및 정정이 수행될 수 없을 때, 컨트롤러(200)는 선택된 워드 라인에 인가되는 리드 전압을 조절하도록 반도체 메모리 장치(100)를 제어한다.
As an example, the
도 2는 도 1의 반도체 메모리 장치를 좀 더 상세히 보여주는 블럭도이다.2 is a block diagram showing the semiconductor memory device of FIG. 1 in more detail.
도 2를 참조하면, 반도체 메모리 장치(100)는 메모리 셀 어레이(110), 어드레스 디코더(120), 읽기 및 쓰기 회로(130), 제어 로직(140), 그리고 전압 생성부(150)를 포함한다.2, the
메모리 셀 어레이(110)는 복수의 메모리 블록들(BLK1~BLKz)을 포함한다. 복수의 메모리 블록들(BLK1~BLKz) 중 최소 하나 이상의 메모리 블록들은 캠 데이터가 프로그램되는 캠 블록으로 정의된다. 예를 들어 본 발명의 실시 예에서는 복수의 메모리 블록들(BLK1~BLKz) 중 마지막 메모리 블록(BLKz)을 캠 블록으로 정의한다. 복수의 메모리 블록들(BLK1~BLKz)은 워드 라인들(WL)을 통해 어드레스 디코더(120)에 연결된다. 복수의 메모리 블록들(BLK1~BLKz)은 비트 라인들(BL1 내지 BLm)을 통해 읽기 및 쓰기 회로(130)에 연결된다. 복수의 메모리 블록들(BLK1~BLKz) 각각은 복수의 메모리 셀들을 포함한다. 실시 예로서, 복수의 메모리 셀들은 3차원 구조를 갖는 차지 트랩형 메모리 셀들이다. 복수의 메모리 셀들은 동일 워드라인에 연결된 메모리 셀들을 하나의 페이지로 정의된다. 즉 메모리 셀 어레이(110)는 다수의 페이지로 구성된다.The
본 발명의 실시 예에서는 복수의 메모리 셀들을 3차원 구조를 갖는 차지 트랩형 메모리 셀들로 정의하였으나, 2차원 구조의 SONOS 또는 MANOS 구조를 갖는 차지 트랩형 메모리 셀들도 본 발명의 실시 예에 적용 가능하다.
In the embodiment of the present invention, a plurality of memory cells are defined as charge trap memory cells having a three-dimensional structure, but charge trap memory cells having a SONOS or MANOS structure having a two-dimensional structure are also applicable to the embodiments of the present invention .
어드레스 디코더(120), 읽기 및 쓰기 회로(130), 및 전압 생성부(150)는 메모리 셀 어레이(110)를 구동하는 주변 회로로서 동작한다.The
어드레스 디코더(120)는 워드라인들(WL)을 통해 메모리 셀 어레이(110)에 연결된다. 어드레스 디코더(120)는 제어 로직(140)의 제어에 응답하여 동작하도록 구성된다. 어드레스 디코더(120)는 반도체 메모리 장치(100) 내부의 입출력 버퍼(미도시)를 통해 어드레스(ADDR)를 수신한다. 어드레스(ADDR)는 컨트롤러(200, 도 1 참조)로부터 제공된다.The
어드레스 디코더(120)는 프리 프로그램 동작 및 캠 데이터 프로그램 동작 시 수신된 어드레스(ADDR) 중 행 어드레스를 디코딩하고 디코딩된 행 어드레스에 따라 다수의 워드라인들(WL) 중 선택된 워드라인에 전압 생성부(150)에서 생성된 프로그램 전압(Vpgm)을 인가하고, 나머지 비 선택된 워드라인들에는 패스 전압(Vpass)을 인가한다.The
어드레스 디코더(120)는 수신된 어드레스(ADDR) 중 열 어드레스를 디코딩하도록 구성된다. 어드레스 디코더(120)는 디코딩된 열 어드레스(Yi)를 읽기 및 쓰기 회로(130)에 전송한다.The
반도체 메모리 장치(100)의 프리 프로그램 동작 및 캠 데이터 프로그램 동작은 페이지 단위로 수행된다. 또한 프리 프로그램 동작은 동일 데이터를 프로그램하는 것이므로 블럭 단위로 프로그램 가능하다. 어드레스 디코더(120)는 블록 어드레스 및 행 어드레스에 따라 하나의 메모리 블록 및 하나의 워드 라인을 선택한다. 열 어드레스는 어드레스 디코더(120)에 의해 디코딩되어 읽기 및 쓰기 회로(130)에 제공된다.The pre-program operation and the cam data program operation of the
어드레스 디코더(120)는 블록 디코더, 행 디코더, 열 디코더 및 어드레스 버퍼 등을 포함할 수 있다.
The
읽기 및 쓰기 회로(130)는 복수의 페이지 버퍼들(PB1~PBm)을 포함한다. 복수의 페이지 버퍼들(PB1~PBm)은 비트 라인들(BL1 내지 BLm)을 통해 메모리 셀 어레이(110)에 연결된다. 복수의 페이지 버퍼들(PB1~PBm) 각각은 프리 프로그램 동작 시 설정된 프리 프로그램 데이터(예를 들어 0 데이터)를 전송받아 임시 저장하고, 대응하는 비트라인의 전위를 프로그램 허용전압으로 제어한다. 또한 복수의 페이지 버퍼들(PB1~PBm) 각각은 캠 데이터 프로그램 동작 시 캠 데이터(DATA)를 전송받아 임시 저장하고, 대응하는 비트라인의 전위를 프로그램 허용전압 또는 프로그램 금지전압으로 제어한다.The read and write
읽기 및 쓰기 회로(130)는 제어 로직(140)의 제어에 응답하여 동작한다.The read and write
예시적인 실시 예로서, 읽기 및 쓰기 회로(130)는 페이지 버퍼들(또는 페이지 레지스터들), 열 선택 회로 등을 포함할 수 있다.
As an example embodiment, the read and write
제어 로직(140)은 어드레스 디코더(120), 읽기 및 쓰기 회로(130), 및 전압 생성부(150)에 연결된다. 제어 로직(140)은 반도체 메모리 장치(100)의 입출력 버퍼(미도시)를 통해 커맨드(CMD) 및 제어 신호(CTRL)를 수신한다. 커맨드(CMD) 및 제어 신호(CTRL)는 컨트롤러(200, 도 1 참조)로부터 제공된다. 제어 로직(140)은 커맨드(CMD) 및 제어 신호(CTRL)에 응답하여 반도체 메모리 장치(100)의 제반 동작을 제어하도록 구성된다. 또한 제어 로직(140)은 캠 데이터 프로그램 동작에 대한 커맨드(CMD)가 입력되면, 어드레스 디코더(120), 읽기 및 쓰기 회로(130), 및 전압 생성부(150)를 제어하여 캠 블록으로 정의된 메모리 블록(BLKz)에 대해 프리 프로그램 동작 및 소거 동작을 설정된 횟수만큼 수행한 후 캠 데이터 프로그램 동작을 수행하도록 한다.
The
전압 생성부(150)는 프리 프로그램 동작 및 캠 데이터 프로그램 동작 시 프로그램 전압(Vpgm) 및 패스 전압(Vpass)을 생성한다. 전압 생성부(150)는 ISPP(Incremental Step Pulse Program) 방식의 프로그램 동작 시 제어 로직(140)의 제어에 따라 순차적으로 증가하는 다수의 프로그램 전압(Vpgm)을 생성한다.
The
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 메모리 셀 어레이를 나타내는 사시도이다.3 is a perspective view showing a memory cell array according to an embodiment of the present invention.
도 3에서는 설명의 편의를 위해 절연막의 도시는 생략하였다.In FIG. 3, the illustration of the insulating film is omitted for convenience of explanation.
도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 반도체 메모리 소자는 기판(11) 상에 적층된 파이프 게이트(PG), 복수의 도전 패턴들(13), 적어도 하나의 드레인 선택 라인(DSL) 및 적어도 하나의 소스 선택 라인(SSL), 및 복수의 도전 패턴들(13) 및 파이프 게이트(PG)를 관통하는 U 형태의 관통 구조물(12)을 포함한다.3, a semiconductor memory device according to the present invention includes a
여기서, 복수의 도전 패턴들(13), 드레인 선택 라인(DSL), 및 소스 선택 라인(SSL)은 관통 구조물(12)을 감싸면서 적층된다. 또한 U 형태의 관통 구조물(12)은 비트라인들(BL) 및 소스 라인(SL)과 연결된다.Here, the plurality of
이와 같은 구조에 따르면, 소스 사이드 채널막(S_CH)과 관통 구조물(12)이 교차하는 위치에 소스 선택 트랜지스터가 형성되고, 복수의 도전 패턴들(13)과 관통 구조물(12)이 교차하는 위치에 메모리 셀이 형성되고, 파이프 게이트(PG)와 관통 구조물(12)이 교차하는 위치에 파이프 트랜지스터가 형성되고, 관통 구조물(12)과 드레인 선택 라인(DSL)이 교차하는 위치에 드레인 선택 트랜지스터가 형성된다. According to such a structure, a source selection transistor is formed at a position where the source side channel layer S_CH and the through
따라서, 직렬로 연결된 드레인 선택 트랜지스터, 복수의 메모리 셀들, 파이프 트랜지스터, 복수의 메모리 셀들 및 소스 선택 트랜지스터가 하나의 스트링을 구성하며, 스트링들은 U형태로 배열된다.Thus, the drain select transistor, the plurality of memory cells, the pipe transistor, the plurality of memory cells and the source select transistor connected in series constitute one string, and the strings are arranged in U-shape.
본 발명의 실시 예에서는 스트링들이 U형태로 배열된 구조를 설명하였으나, 반도체 기판(11) 상에 공통 소스 라인, 공통 소스 라인 상부에 비트 라인들 및 비트라인들과 공통 소스 라인 사이에 스트레이트 구조의 스트링을 형성함으로써, 스트레이트 구조의 스트링을 갖는 반도체 메모리 소자를 형성할 수 있다.Although a structure in which strings are arranged in a U-shape has been described in the embodiment of the present invention, a structure in which a common source line is formed on a
영역(A)은 후술 설명하기 위한 관통 구조물을 포함한 일부 영역을 나타낸다.
Region A represents a partial region including a through structure to be described later.
도 4는 도 3에 도시된 A영역을 확대하여 관통 구조물을 설명하기 위한 단면도이다.4 is a cross-sectional view illustrating the penetrating structure by enlarging the area A shown in FIG.
도 4를 참조하면, 관통 구조물(12)은 교대로 적층된 절연 패턴들(14)과 도전 패턴들(13)을 관통하는 채널막(12a), 채널막(12a)의 측벽을 감싸는 터널 절연막(12b), 및 터널 절연막(12b)을 감싸는 전하 저장막(12c)을 포함한다. 채널막(12a)은 폴리 실리콘막으로 형성될 수 있다. 터널 절연막(12b)은 열산화막, 레디컬 산화막, 건식 산화막 및 습식 산화막 중 적어도 어느 하나 이상의 막으로 형성될 수 있다. 전하 저장막(12c)은 질화막으로 형성될 수 있다. 또한 관통 구조물(12)의 중심 영역은 절연막(12d)으로 채워질 수 있다. 또한 도전 패턴들(13)과 관통 구조물(12) 사이에는 블로킹 절연막(15) 및 베리어막(16)이 더 형성될 수 있다.
4, the penetrating
도 5a 내지 도 5d는 차지 트랩형 메모리 셀에 프로그램 동작을 설명하기 위한 구성도이다.5A to 5D are diagrams for explaining the program operation in the charge trap memory cell.
도 5a 내지 도 5d를 참조하여, 차지 트랩형 메모리 셀의 일반적인 프로그램 동작을 설명하면 다음과 같다.5A to 5D, a general program operation of the charge trap memory cell will be described below.
도 5a를 참조하면, 차지 트랩형 메모리 셀은 전하 저장층(12c)에 정공(ⓗ)을 주입(injection)하여 소거 동작을 수행한다. 이로 인하여 소거 상태의 차지 트랩형 메모리 셀의 전하 저장층(12c)은 전체적으로 정공(ⓗ)들로 채워져 있는 상태이다.Referring to FIG. 5A, the charge trap memory cell performs an erase operation by injecting holes into the
도 5b를 참조하면, 소거 상태의 차지 트랩형 메모리 셀에 프로그램 동작을 진행하여 전하 저장층(12c) 내로 전자(ⓔ)를 주입하게 되면, 주입된 전자(ⓔ)들은 전하 저장층(12c)의 하부에 위치하면서 차지 트랩형 메모리 셀의 문턱 전압을 증가시키게 된다. 이때 전하 저장층(12c)의 상부와 하부에 존재하는 전자(ⓔ)와 정공(ⓗ)에 의해 전계(E-field )가 형성될 수 있다.5B, when the program operation is performed on the charge trap memory cell in the erase state to inject electrons e into the
도 5c를 참조하면, 외부 요인 예를 들어 칩 패키징 공정에 의한 차지 트랩형 메모리 셀의 온도가 상승할 경우, 전하 저장층(12c) 내의 전자(ⓔ)와 정공(ⓗ)은 에너지를 받아 이동하게 되며, 도 5d와 같이 전자(ⓔ)와 정공(ⓗ)의 위치가 재분포되며 전자(ⓔ)와 정공(ⓗ)이 재결합되어 외부로부터 새로운 정공(ⓗ)이 주입되지 않아도 차지 트랩형 메모리 셀 문턱 전압이 하강하게 된다. 이로 인하여 저장된 데이터의 오류가 발생할 수 있다.Referring to FIG. 5C, when an external factor, for example, a temperature of the charge trap memory cell by the chip packaging process rises, electrons e and holes in the
캠(CAM; Contents Addressable Memory) 데이터는 반도체 메모리 장치의 주요 정보이므로 무엇보다 신뢰성이 중요하다. 그러나 차지 트랩형 메모리 셀에 캠 데이터를 저장할 경우 후속 칩 패키징 공정시 발생하는 열에 의해 그 신뢰성이 떨어지므로 차지 트랩형 메모리 셀 저장된 데이터의 신뢰성을 개선하는 것이 중요하다.
Since CAM (Contents Addressable Memory) data is the main information of a semiconductor memory device, reliability is more important than anything. However, when the cam data is stored in the charge trap memory cell, it is important to improve the reliability of the data stored in the charge trap memory cell because the reliability of the data is deteriorated by the heat generated in the subsequent chip packaging process.
도 6은 본 발명에 따른 캠 데이터 프로그램 동작을 설명하기 위한 순서도이다.6 is a flowchart for explaining cam data program operation according to the present invention.
도 7a 내지 도 7e는 본 발명에 따른 차지트랩형 메모리 셀의 프로그램 동작을 설명하기 위한 소자의 단면도이다.7A to 7E are cross-sectional views of elements for explaining a program operation of the charge trap memory cell according to the present invention.
도 1 내지 도 4, 도 6, 도 7a 내지 도 7e를 참조하여 본 발명에 따른 반도체 메모리 장치의 동작을 설명하면 다음과 같다.The operation of the semiconductor memory device according to the present invention will now be described with reference to FIGS. 1 to 4, 6, and 7A to 7E.
먼저 호스트(Host)로부터 캠 데이터 프로그램 명령어가 입력되면(S610), 컨트롤러(200)는 반도체 메모리 장치(100)로 캠 데이터 프로그램 명령어에 대응하는 커맨드(층 및 캠 데이터를 프로그램할 캠 셀 블럭(예를 들어 BLKz)에 대응하는 어드레스(ADDR)를 송부한다.First, when a cam data program command is input from the host (S610), the
제어 로직(140)은 어드레스 디코더(120), 읽기 및 쓰기 회로(130), 및 전압 생성부(150)를 제어하여 반도체 메모리 장치(100)의 캠 셀 블럭(BLKz)에 대해 프리 프로그램 동작을 수행(S620)하도록 한다. 이때, 캠 셀 블럭(BLKz)은 소거 상태일 수 있다. 프리 프로그램 동작은 캠 셀 블럭(BLKz) 내의 모든 메모리 셀들의 문턱 전압을 일정 값(예를 들어 0V 보다 높은) 이상으로 프로그램한다. 도 7a를 참조하면, 캠 셀 블럭(BLKz) 내의 차지 트랩형 메모리 셀의 전하 저장층(12c)은 프리 프로그램 동작으로 인하여 전자(ⓔ)들이 주입된다.The
이때 프리 프로그램 동작은 캠 셀 블럭(BLKz) 내의 모든 차지 트랩형 메모리 셀들에 대해 수행하거나, 후속 캠 데이터 프로그램 동작시 선택될 일부 차지 트랩형 메모리 셀들에 대해 수행할 수 있다.At this time, the pre-program operation may be performed on all the charge trap memory cells in the cam cell block BLKz or on some charge trap memory cells to be selected in the subsequent cam data program operation.
선택될 일부 차지 트랩형 메모리 셀들에 대해서만 프리 프로그램 동작을 수행할 경우 비 선택된 차지 트랩형 메모리 셀들의 전하 저장층(12c)은 정공(ⓗ)들만 채워져 있는 상태이므로 차지들의 재배열 현상이 발생하지 않아 리드 디스터브에 대한 면역성이 증가하는 특징이 있다.When the pre-program operation is performed for only some of the charge trap memory cells to be selected, the
프리 프로그램 동작이 완료되면, 제어 로직(140)은 어드레스 디코더(120), 읽기 및 쓰기 회로(130), 및 전압 생성부(150)를 제어하여 캠 셀 블럭(BLKz)의 소거 동작을 수행한다(S630). 도 7b를 참조하면, 캠 셀 블럭(BLKz) 내의 차지 트랩형 메모리 셀의 전하 저장층(12c)은 소거 동작으로 인하여 하부의 전자(ⓔ)들이 디트랩되거나 정공(ⓗ)들이 주입된다.When the pre-program operation is completed, the
제어 로직(140)은 상술한 캠 셀 블럭(BLKz)의 프리 프로그램 동작(S620) 및 소거 동작(S630)의 수행 횟수가 설정된 횟수(N;N은 0 또는 양의 정수) 보다 클 때까지 프리 프로그램 동작(S620) 및 소거 동작(S630)을 반복 수행하도록 어드레스 디코더(120), 읽기 및 쓰기 회로(130), 및 전압 생성부(150)를 제어한다.The
프리 프로그램 동작(S620) 및 소거 동작(S630)을 반복 수행하게 되면, 도 7a와 같이 캠 셀 블럭(BLKz) 내의 차지 트랩형 메모리 셀의 전하 저장층(12c)은 전자(ⓔ)들의 수가 증가하게 된다.If the pre-program operation S620 and the erase operation S630 are repeatedly performed, the
캠 셀 블럭(BLKz)의 프리 프로그램 동작(S620) 및 소거 동작(S630)의 수행 횟수와 설정된 횟수(N)를 비교(S640)한 결과 프리 프로그램 동작(S620) 및 소거 동작(S630)의 수행 횟수가 설정된 횟수보다 크다고 판단된 경우, 제어 로직(140)은 어드레스 디코더(120), 읽기 및 쓰기 회로(130), 및 전압 생성부(150)를 제어하여 캠 셀 블럭(BLKz)에 캠 데이터(DATA)를 프로그램한다(S650).The number of times of the pre-program operation S620 and the number of times of the erase operation S630 performed as a result of comparing the number of times of the pre-program operation S620 of the cam cell block BLKz and the number of times of the erase operation S630 and the set number N The
캠 셀 블럭(BLKz)의 소거 동작(S630)이 완료된 후 짧은 시간 내에 캠 데이터 프로그램 동작(S650)이 수행되면, 도 7c와 같이 캠 셀 블럭(BLKz) 내의 차지 트랩형 메모리 셀의 전하 저장층(12c)은 전자(ⓔ)들로 채워지게 되며, 이로 인해 전하 저장층(12c) 내에 전계가 발생하지 않는다. 또한 정공(ⓗ)이 존재하지 않아 외부 온도에 따른 문턱 전압 변화가 발생하지 않는다.When the cam data program operation (S650) is performed within a short time after the erase operation (S630) of the cam cell block (BLKz) is completed, the charge storage layer (S650) of the charge trap memory cell in the cam cell block (BLKz) 12c are filled with electrons e, so that no electric field is generated in the
캠 셀 블럭(BLKz)의 소거 동작(S630)이 완료된 후 상대적으로 긴 시간이 지나게 되면, 도 7d와 같이 전하 저장층(12c) 내의 전자(ⓔ)와 정공(ⓗ)들은 재분배 현상이 발생하게 된다. 그러나 후속 캠 데이터 프로그램 동작(S650)을 수행하게 되면 도 7e와 같이 상대적으로 정공(ⓗ)들이 전하 저장층(12c)의 상부에만 일부 존재하여 전자(ⓔ)와 정공(ⓗ)의 재결합 및 재배열 현상이 작아지고 이로 인해 문턱 전압이 하강하는 문제점도 개선된다.
When a relatively long time passes after the erase operation (S630) of the cam cell block BLKz is completed, redistribution of electrons e and holes in the
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 반도체 메모리 장치 및 이의 동작 방법에 따르면, 차지 트랩형 메모리 셀을 갖는 반도체 메모리 장치에 캠 데이터를 프로그램할 때, 프리 프로그램 동작 및 소거 동작을 설정된 횟수만큼 반복 수행한 후 캠 데이터 프로그램 동작을 수행함으로써, 캠 데이터 프로그램 동작의 신뢰성을 개선할 수 있다.
As described above, according to the semiconductor memory device and the method of operating the same according to the present invention, when the cam data is programmed in the semiconductor memory device having the charge trap memory cell, the pre-program operation and the erase operation are repeated a predetermined number of times By performing the cam data program operation, the reliability of the cam data program operation can be improved.
도 8은 도 2의 반도체 메모리 장치를 포함하는 메모리 시스템을 보여주는 블럭도이다.8 is a block diagram showing a memory system including the semiconductor memory device of FIG.
도 8을 참조하면, 메모리 시스템(1000)은 반도체 메모리 장치(100) 및 컨트롤러(1100)를 포함한다.8, a
반도체 메모리 장치(100)는 도 2를 참조하여 설명된 바와 마찬가지로 구성되고, 동작할 수 있다. 이하, 중복되는 설명은 생략된다.The
컨트롤러(1100)는 도 1을 참조하여 설명된 컨트롤러(200)의 기능을 포함한다. 컨트롤러(1100)는 호스트(Host) 및 반도체 메모리 장치(100)에 연결된다. 호스트(Host)로부터의 요청에 응답하여, 컨트롤러(1100)는 반도체 메모리 장치(100)를 액세스하도록 구성된다. 예를 들면, 컨트롤러(1100)는 반도체 메모리 장치(100)의 읽기, 쓰기, 소거, 그리고 배경(background) 동작을 제어하도록 구성된다. 컨트롤러(1100)는 반도체 메모리 장치(100) 및 호스트(Host) 사이에 인터페이스를 제공하도록 구성된다. 컨트롤러(1100)는 반도체 메모리 장치(100)를 제어하기 위한 펌웨어(firmware)를 구동하도록 구성된다.The
컨트롤러(1100)는 램(1110, Random Access Memory), 프로세싱 유닛(1120, processing unit), 호스트 인터페이스(1130, host interface), 메모리 인터페이스(1140, memory interface) 및 에러 정정 블록(1150)을 포함한다. 램(1110)은 프로세싱 유닛(1120)의 동작 메모리, 반도체 메모리 장치(100) 및 호스트(Host) 사이의 캐시 메모리, 그리고 반도체 메모리 장치(100) 및 호스트(Host) 사이의 버퍼 메모리 중 적어도 하나로서 이용된다. 프로세싱 유닛(1120)은 컨트롤러(1100)의 제반 동작을 제어한다. 또한 컨트롤러(1100)는 쓰기 동작시 호스트(Host)로 부터 제공되는 프로그램 데이터를 임시 저장할 수 있다.The
호스트 인터페이스(1130)는 호스트(Host) 및 컨트롤러(1100) 사이의 데이터 교환을 수행하기 위한 프로토콜을 포함한다. 예시적인 실시 예로서, 컨트롤러(1200)는 USB (Universal Serial Bus) 프로토콜, MMC (multimedia card) 프로토콜, PCI (peripheral component interconnection) 프로토콜, PCI-E (PCI-express) 프로토콜, ATA (Advanced Technology Attachment) 프로토콜, Serial-ATA 프로토콜, Parallel-ATA 프로토콜, SCSI (small computer small interface) 프로토콜, ESDI (enhanced small disk interface) 프로토콜, 그리고 IDE (Integrated Drive Electronics) 프로토콜, 사유(private) 프로토콜 등과 같은 다양한 인터페이스 프로토콜들 중 적어도 하나를 통해 호스트(Host)와 통신하도록 구성된다.The
메모리 인터페이스(1140)는 반도체 메모리 장치(100)와 인터페이싱한다. 예를 들면, 메모리 인터페이스는 낸드 인터페이스 또는 노어 인터페이스를 포함한다.The
에러 정정 블록(1150)은 도 1의 에러 정정 블록(210)과 동일한 기능을 수행한다. 에러 정정 블록(1150)은 에러 정정 코드(ECC, Error Correcting Code)를 이용하여 반도체 메모리 장치(100)로부터 수신된 데이터의 에러를 검출하고, 정정하도록 구성된다. 프로세싱 유닛(1120)은 에러 정정 블록(1150)의 에러 검출 결과에 따라 읽기 전압을 조절하고, 재 읽기를 수행하도록 반도체 메모리 장치(100)를 제어할 것이다. 예시적인 실시 예로서, 에러 정정 블록은 컨트롤러(1100)의 구성 요소로서 제공될 수 있다.The
컨트롤러(1100) 및 반도체 메모리 장치(100)는 하나의 반도체 장치로 집적될 수 있다. 예시적인 실시 예로서, 컨트롤러(1100) 및 반도체 메모리 장치(100)는 하나의 반도체 장치로 집적되어, 메모리 카드를 구성할 수 있다. 예를 들면, 컨트롤러(1100) 및 반도체 메모리 장치(100)는 하나의 반도체 장치로 집적되어 PC 카드(PCMCIA, personal computer memory card international association), 컴팩트 플래시 카드(CF), 스마트 미디어 카드(SM, SMC), 메모리 스틱, 멀티미디어 카드(MMC, RS-MMC, MMCmicro), SD 카드(SD, miniSD, microSD, SDHC), 유니버설 플래시 기억장치(UFS) 등과 같은 메모리 카드를 구성할 것이다.The
컨트롤러(1100) 및 반도체 메모리 장치(100)는 하나의 반도체 장치로 집적되어 반도체 드라이브(SSD, Solid State Drive)를 구성할 수 있다. 반도체 드라이브(SSD)는 반도체 메모리에 데이터를 저장하도록 구성되는 저장 장치를 포함한다. 메모리 시스템(2000)이 반도체 드라이브(SSD)로 이용되는 경우, 메모리 시스템(2000)에 연결된 호스트(Host)의 동작 속도는 획기적으로 개선된다.The
다른 예로서, 메모리 시스템(1000)은 컴퓨터, UMPC (Ultra Mobile PC), 워크스테이션, 넷북(net-book), PDA (Personal Digital Assistants), 포터블(portable) 컴퓨터, 웹 타블렛(web tablet), 무선 전화기(wireless phone), 모바일 폰(mobile phone), 스마트폰(smart phone), e-북(e-book), PMP(portable multimedia player), 휴대용 게임기, 네비게이션(navigation) 장치, 블랙박스(black box), 디지털 카메라(digital camera), 3차원 수상기(3-dimensional television), 디지털 음성 녹음기(digital audio recorder), 디지털 음성 재생기(digital audio player), 디지털 영상 녹화기(digital picture recorder), 디지털 영상 재생기(digital picture player), 디지털 동영상 녹화기(digital video recorder), 디지털 동영상 재생기(digital video player), 정보를 무선 환경에서 송수신할 수 있는 장치, 홈 네트워크를 구성하는 다양한 전자 장치들 중 하나, 컴퓨터 네트워크를 구성하는 다양한 전자 장치들 중 하나, 텔레매틱스 네트워크를 구성하는 다양한 전자 장치들 중 하나, RFID 장치, 또는 컴퓨팅 시스템을 구성하는 다양한 구성 요소들 중 하나 등과 같은 전자 장치의 다양한 구성 요소들 중 하나로 제공된다.As another example, the
예시적인 실시 예로서, 반도체 메모리 장치(100) 또는 메모리 시스템(1000)은 다양한 형태들의 패키지로 실장될 수 있다. 예를 들면, 반도체 메모리 장치(100) 또는 메모리 시스템(2000)은 PoP(Package on Package), Ball grid arrays(BGAs), Chip scale packages(CSPs), Plastic Leaded Chip Carrier(PLCC), Plastic Dual In Line Package(PDIP), Die in Waffle Pack, Die in Wafer Form, Chip On Board(COB), Ceramic Dual In Line Package(CERDIP), Plastic Metric Quad Flat Pack(MQFP), Thin Quad Flatpack(TQFP), Small Outline(SOIC), Shrink Small Outline Package(SSOP), Thin Small Outline(TSOP), Thin Quad Flatpack(TQFP), System In Package(SIP), Multi Chip Package(MCP), Wafer-level Fabricated Package(WFP), Wafer-Level Processed Stack Package(WSP) 등과 같은 방식으로 패키지화되어 실장될 수 있다.
As an exemplary embodiment,
도 9는 도 8의 메모리 시스템의 응용 예를 보여주는 블럭도이다.9 is a block diagram showing an application example of the memory system of FIG.
도 9를 참조하면, 메모리 시스템(2000)은 반도체 메모리 장치(2100) 및 컨트롤러(2200)를 포함한다. 반도체 메모리 장치(2100)는 복수의 반도체 메모리 칩들을 포함한다. 복수의 반도체 메모리 칩들은 복수의 그룹들로 분할된다.9, the
도 9에서, 복수의 그룹들은 각각 제 1 내지 제 k 채널들(CH1~CHk)을 통해 컨트롤러(2200)와 통신하는 것으로 도시되어 있다. 각 반도체 메모리 칩은 도 2을 참조하여 설명된 반도체 메모리 장치(100) 중 하나와 마찬가지로 구성되고, 동작할 것이다.In Fig. 9, a plurality of groups are shown communicating with the
각 그룹은 하나의 공통 채널을 통해 컨트롤러(2200)와 통신하도록 구성된다. 컨트롤러(2200)는 도 8을 참조하여 설명된 컨트롤러(1100)와 마찬가지로 구성되고, 복수의 채널들(CH1~CHk)을 통해 반도체 메모리 장치(2100)의 복수의 메모리 칩들을 제어하도록 구성된다.
Each group is configured to communicate with the
도 10은 도 9을 참조하여 설명된 메모리 시스템을 포함하는 컴퓨팅 시스템을 보여주는 블럭도이다.10 is a block diagram illustrating a computing system including the memory system described with reference to FIG.
도 10을 참조하면, 컴퓨팅 시스템(3000)은 중앙 처리 장치(3100), 램(3200, RAM, Random Access Memory), 사용자 인터페이스(3300), 전원(3400), 시스템 버스(3500), 그리고 메모리 시스템(2000)을 포함한다.10, a
메모리 시스템(2000)은 시스템 버스(3500)를 통해, 중앙처리장치(3100), 램(3200), 사용자 인터페이스(3300), 그리고 전원(3400)에 전기적으로 연결된다. 사용자 인터페이스(3300)를 통해 제공되거나, 중앙 처리 장치(3100)에 의해서 처리된 데이터는 메모리 시스템(2000)에 저장된다.The
도 10에서, 반도체 메모리 장치(2100)는 컨트롤러(2200)를 통해 시스템 버스(3500)에 연결되는 것으로 도시되어 있다. 그러나, 반도체 메모리 장치(2100)는 시스템 버스(3500)에 직접 연결되도록 구성될 수 있다. 이때, 컨트롤러(2200)의 기능은 중앙 처리 장치(3100) 및 램(3200)에 의해 수행될 것이다.10, the
도 10에서, 도 9를 참조하여 설명된 메모리 시스템(2000)이 제공되는 것으로 도시되어 있다. 그러나, 메모리 시스템(2000)은 도 8을 참조하여 설명된 메모리 시스템(1000)으로 대체될 수 있다. 예시적인 실시 예로서, 컴퓨팅 시스템(3000)은 도 9 및 도 8을 참조하여 설명된 메모리 시스템들(1000, 2000)을 모두 포함하도록 구성될 수 있다.
In Fig. 10, it is shown that the
본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범위와 기술적 사상에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변경이 가능하다. 그러므로 본 발명의 범위는 상술한 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 발명의 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
While the invention has been shown and described with reference to certain preferred embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various changes and modifications may be made without departing from the spirit and scope of the invention. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the above-described embodiments, but should be determined by the equivalents of the claims of the present invention as well as the claims of the following.
10: 메모리 시스템
100: 반도체 메모리 장치
110: 메모리 셀 어레이
120: 어드레스 디코더
130: 읽기 및 쓰기 회로
140: 제어 로직
150 : 전압 생성부
200: 컨트롤러10: memory system 100: semiconductor memory device
110: memory cell array 120: address decoder
130: read and write circuit 140: control logic
150: voltage generator 200:
Claims (16)
호스트로부터 캠 데이터 프로그램 명령어가 수신되면, 상기 반도체 메모리 장치의 동작을 제어하기 위한 컨트롤러를 포함하며,
상기 반도체 메모리 장치는 상기 캠 데이터 프로그램 명령어가 수신되면 프리 프로그램 동작 및 소거 동작을 선행한 후 상기 캠 데이터를 프로그램하는 메모리 시스템.
A semiconductor memory device including a cam data block for storing cam data; And
And a controller for controlling operation of the semiconductor memory device when a cam data program instruction is received from the host,
Wherein the semiconductor memory device programs the cam data after preceding the pre-program operation and the erase operation when the cam data program instruction is received.
상기 캠 데이터 블럭은 차지 트랩형 메모리 셀들을 포함하는 메모리 시스템.
The method according to claim 1,
Wherein the cam data block comprises charge trap memory cells.
상기 반도체 메모리 장치는 상기 프리 프로그램 동작 및 상기 소거 동작을 설정된 횟수만큼 반복 수행하는 메모리 시스템.
The method according to claim 1,
Wherein the semiconductor memory device repeatedly performs the pre-program operation and the erase operation a predetermined number of times.
상기 반도체 메모리 장치는
상기 캠 데이터 블럭을 포함하는 메모리 셀 어레이;
상기 캠 데이터 블럭의 상기 프리 프로그램 동작 및 상기 소거 동작을 수행하기 위한 주변 회로; 및
상기 컨트롤러의 제어에 따라 상기 주변 회로를 제어하여 상기 프리 프로그램 동작 및 상기 소거 동작을 수행하도록 하기 위한 제어 로직을 포함하는 메모리 시스템.
The method according to claim 1,
The semiconductor memory device
A memory cell array including the cam data block;
A peripheral circuit for performing the pre-program operation and the erase operation of the cam data block; And
And control logic for controlling the peripheral circuit to perform the pre-program operation and the erase operation under the control of the controller.
상기 프리 프로그램 동작은 상기 캠 데이터 블럭 내에 포함된 전체 메모리 셀들에 대해 수행되는 메모리 시스템.
The method according to claim 1,
Wherein the pre-program operation is performed for all memory cells contained within the cam data block.
상기 프리 프로그램 동작은 상기 캠 데이터 블럭 내에 포함된 전체 메모리 셀들 중 후속 캠 데이터 프로그램 동작시 선택될 메모리 셀들만 선택하여 수행되는 메모리 시스템.
The method according to claim 1,
Wherein the pre-program operation is performed by selecting only memory cells to be selected during a subsequent one of the total memory cells included in the cam data block.
상기 캠 데이터 블럭은 3차원 구조를 갖는 다수의 차지 트랩형 메모리 셀들을 포함하는 메모리 시스템.
The method according to claim 1,
Wherein the cam data block comprises a plurality of charge trap memory cells having a three-dimensional structure.
상기 캠 데이터 블럭의 프리 프로그램 동작, 소거 동작, 및 캠 데이터 프로그램 동작을 수행하기 위한 주변 회로; 및
캠 데이터 프로그램 명령이 입력되면, 상기 캠 데이터 프로그램 동작 이전에 상기 프리 프로그램 동작 및 상기 소거 동작을 수행한 후 상기 캠 데이터 프로그램 동작을 수행하도록 상기 주변 회로를 제어하기 위한 제어 로직을 포함하는 반도체 메모리 장치.
A memory cell array including a cam data block;
A peripheral circuit for performing a pre-program operation, an erase operation, and a cam data program operation of the cam data block; And
And a control logic for controlling the peripheral circuit to perform the cam data program operation after performing the pre-program operation and the erase operation before the cam data program operation when a cam data program instruction is input, .
상기 켐 데이터 블럭은 차지 트랩형 메모리 셀들을 포함하는 반도체 메모리 장치.
9. The method of claim 8,
Wherein the Chem data block comprises charge trap memory cells.
상기 제어 로직은 상기 프리 프로그램 동작 및 상기 소거 동작을 설정된 횟수만큼 반복 수행하도록 상기 주변 회로를 제어하는 반도체 메모리 장치.
9. The method of claim 8,
Wherein the control logic controls the peripheral circuit so that the pre-program operation and the erase operation are repeated a predetermined number of times.
상기 프리 프로그램 동작은 상기 캠 데이터 블럭 내에 포함된 전체 메모리 셀들에 대해 수행되는 반도체 메모리 장치.
9. The method of claim 8,
Wherein the pre-program operation is performed on all memory cells contained in the cam data block.
상기 프리 프로그램 동작은 상기 캠 데이터 블럭 내에 포함된 전체 메모리 셀들 중 후속 캠 데이터 프로그램 동작시 선택될 메모리 셀들만 선택하여 수행되는 반도체 메모리 장치.
9. The method of claim 8,
Wherein the pre-program operation is performed by selecting only the memory cells to be selected in a subsequent one of the total memory cells included in the cam data block.
캠 데이터 프로그램 명령이 입력되는 단계;
상기 캠 데이터 블럭에 대해 프리 프로그램 동작 및 소거 동작을 수행하는 단계; 및
상기 캠 데이터 블럭에 캠 데이터를 프로그램하는 단계를 포함하는 반도체 메모리 장치의 동작 방법.
Providing a semiconductor memory device comprising a cam data block;
Inputting a cam data program command;
Performing a pre-program operation and an erase operation on the cam data block; And
And programming the cam data to the cam data block.
상기 캠 데이터 블럭은 차지 트랩형 메모리 셀들을 포함하는 반도체 메모리 장치의 동작 방법.
14. The method of claim 13,
Wherein the cam data block comprises charge trap memory cells.
상기 프리 프로그램 동작 및 상기 소거 동작은 설정된 횟수만큼 반복 수행되는 반도체 메모리 장치의 동작 방법.
14. The method of claim 13,
Wherein the pre-program operation and the erase operation are repeatedly performed a predetermined number of times.
상기 프리 프로그램 동작은 상기 캠 데이터 블럭에 포함된 전체 메모리 셀들에 대해서 진행하거나, 상기 캠 데이터를 프로그램하는 단계에서 선택될 메모리 셀들에 대해서 선택적으로 진행하는 반도체 메모리 장치의 동작 방법.14. The method of claim 13,
Wherein the pre-program operation proceeds selectively for all memory cells included in the cam data block, or for memory cells to be selected in the step of programming the cam data.
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2014
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20170024222A (en) * | 2015-08-24 | 2017-03-07 | 삼성전자주식회사 | Data storage including recovery function for threshold voltage distribution change of memory cells according to applying surface mounting technology and operating method thereof |
KR20170111081A (en) * | 2016-03-25 | 2017-10-12 | 에스케이하이닉스 주식회사 | Semiconductor memory device and operating method thereof |
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